IMX6ULL是飞思卡尔旗下的一款基于Arm Cortex-A7芯片，跟Arm Cortex-M系列芯片一样，都有GPIO、UART、I2C、SPI、SD、USB、以太网等功能模块，其处理器主频可达到800M（单核），因此其像是一块增强型的单片机，因为其没有内部可供用户使用的RAM与ROM，因此需要外扩RAM与FLASH。

        IMX6ULL的GPIO共有5组，分别为GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5，而每组GPIO下又有多个IO，其中GPIO1有32个IO、GPIO2有22个IO、GPIO3有29个IO、GPIO4有29个IO、GPIO5有12个IO，总共有124个IO。

        IMX6ULL的GPIO在使用前需要进行配置，与STM32类似，首先需要使能GPIO的时钟源，其次对于IO的复用功能配置，最后配置GPIO的输入输出功能。

一、使能GPIO时钟源

        IMX6ULL的外设时钟设置，在参考手册《i.MX 6ULL Applications Processor Reference Manual》中的“Chapter 18:Clock Controller Module（CCM）”中配置，外设时钟使能相关的寄存器如下7个：CCM_CCGR0~CCM_CCGR6这7个寄存器。

 

每个CCM_CCGR都是32位寄存器，每2位控制一个外设的时钟开关，32位可以控制16个外设（CG0~CG15），如下图的CCM_CCGR寄存器的结构：

对于CCM_CCGR0寄存器，其所控制的16个外设如下图所示：

由于每2位控制一个外设，因此共有4种可能的时钟配置，如下图所示：

如上所示，GPIO2由CCM_CCGR0的位（31-30）配置，其它GPIO1~GPIO5也分别在CCM_CCGR1~6中的对应位配置，如下表所示：

二、IO复用与配置

        IO复用与配置在参考手册《i.MX 6ULL Applications Processor Reference Manual》中的“Chapter 32:IOMUX Controller（IOMUXC）”中配置。

每个IO引脚都有2个专门的配置寄存器，寄存器名称格式为：

其中“XXXX”表示对应的引脚名称，对应于引脚图中某个引脚所有功能的第一个功能，如下2图所示：

A、如上GPIO1_IO00引脚可以复用为I2C2_SCL、GPT1_CAPTURE等功能，对应的寄存器为：

B、如上ENET1_TX_DATA0引脚可以复用为UART5_CTS、CSI_DATA19等功能，对应的寄存器为：

 2.1、IOMUXC控制器时钟

在配置IOMUXC控制器前，需要使能该控制器的时钟源，即CCM_CCGR4(bit3:2)。

 2.2、IO的复用

每个IO都可以复用为其它外设功能，最多可配置8种， 通过IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XXXX寄存器进行配置，以GPIO1_IO00引脚为例，即以IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_ GPIO1_IO00寄存器进行配置，如下图所示：

 

该寄存器地址为0X020E005C，是32位寄存器，只用到低5位，其中bit0~bit3（MUX_MODE）用于配置引脚GPIO1_IO00复用功能的。GPIO1_IO00可以复用ALT0~ALT8这个9个功能。初始默认为ALT5，即GPIO1_IO00功能，如果需要配置为I2C2_SCL时，将bit0~bit3（MUX_MODE）设置为ALT0即可。

其它引脚的复用配置类似。

2.3、IO的配置

IO配置是对IO引脚的参数，比如上/下拉、驱动能力等进行配置，以GPIO1_IO00引脚为例，即以IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_ GPIO1_IO00寄存器进行配置，如下图所示：

该寄存器地址为0X020E02E8，是32位寄存器，只用到低17位，这些位分别用于配置IO的具体参数，如下图所示：

这些参数所配置的IO对应的功能图如下图所示：

2.3.1、HYS(bit16)：迟滞比较器

迟滞比较器使能时，可以对输入的信号进行防抖，对于波形整形有帮助，其工作原理如下图所示：

比较器的门限范围是Vt-～Vt+，当输入电压Vi从在Vt-～Vt+范围内，输出并不会跳变，因此输入电压Vi从在Vt-～Vt+范围内的抖动，不会影响到输出；当Vi上升到Vt+时，输出Vo才跳到高电平，当Vi下降到Vt-时，输出Vo才跳到低电平，如下整形波形图；

2.3.2、上下拉/保持器（PKE(bit12)、PUE(bit13)、PUS(bit15:14)）

2.3.2.1、上下拉功能配置

1、首先使能上下拉/保持器功能，PKE=1；

2、然后将PUE=1，使能上下拉，禁止保持器；

3、通过PUS配置上下拉电阻，如下图所示：

2.3.2.2、保持器功能配置

1、首先使能上下拉/保持器功能，PKE=1；

2、然后将PUE=0，使能保持器，禁止上下拉；

输入保持器：

当外部电路断电时，输入保持器保存断电前的IO状态，内核可以随时读取IO状态；输入保持器始终使能。

输出保持器：当内核休眠断电时，输出保持器保持休眠前的IO状态，能够继续控制外部电路不受影响，输出保持器由PUE控制使能。

2.3.3、开漏输出（ODE(bit11)）

IO输出时，可以配置为开漏输出，这样就需要内部上拉【PUE(bit13)、PUS(bit15:14)】，或外部上拉，否则无法输出高电平；一般在多设备挂在总线通信上使用。

2.3.4、输出驱动能力DSE（bit5:3）

当IO用作输出时，可以设置输出的电流驱动能力，可设为8个等级，如下图所示：

2.3.5、压摆率（SRE(bit0)）

压摆率即IO电平跳变所需要的时间，比如从0到1跳变需要的时间越小，波形就越陡，则压摆率高；反之，所需要的时间越多，波形就越缓，压摆率越低；产品需要过EMC时，压摆率则需低一些，如果是高速通信，则压摆率要高一些。

三、GPIO配置

3.1、IO配置为GPIO功能框图

如上图所示IO配置为GPIO需要两步：1、IO复用与IO配置；2、如果将IO复用为GPIO功能，则还需要进行GPIO配置，如GPIO的输入输出方向、输入输出电平、中断控制等。

3.2、GPIO的功能框图

当IO用作GPIO时，GPIO的配置寄存器有8个，分别为：DR、DGIR、PSR、ICR1、ICR2、EDGE_SEL、IMR、ISR，这些寄存器分两组：一组用于IO状态配置，一组用于IO中断配置，如下图所示：

3.2.1、GPIO状态配置

GPIO状态由DR、GDIR、PSR寄存器进行配置。

GDIR寄存器用于配置GPIO的方向：输入/输出。GDIR寄存器32位，每一位对应一个GPIO；如果要设置GPIO为输入时就设置相应位为0，如果要设置为输出时相应位设置为1，如下图所示：

DR寄存器也是32位，每位对应一个GPIO。当GPIO 被配置为输出功能以后，向指定的位写入数据，则相应的 IO输出相应的高低电平，比如要设置 GPIO1_IO00输出高电平，那么就应该设置GPIO1.DR=1；当GPIO被配置为输入功能以后，此寄存器就保存着对应 IO的电平值，每个位对应一个 GPIO；比如当 GPIO1_IO00这个引脚接地的话，那么 GPIO1.DR 的bit0就是0。

PSR 寄存器也是一个 GPIO 对应一个位，读取相应的位即可获取对应的 GPIO 的状

态，也就是GPIO 的高低电平值。功能和输入状态下的DR 寄存器一样

3.2.2、GPIO中断配置

GPIO中断配置寄存器为：ICR1、ICR2、EDGE_SEL、IMR、ISR。

ICR1与ICR2用于选择中断触发电平，其中ICR1用于IO0~15的配置，ICR2 用于IO16~31的配置，也就是说每个GPIO用两位配置，如下图所示：

IMR 寄存器是中断屏蔽寄存器，用来控制GPIO的中断禁止和使能，如果使能某个GPIO 的中断，那么设置相应的位为1，如果要禁止中断，那么就设置相应的位为0。例如，要使能 GPIO1_IO00 的中断，那么就可以设置 GPIO1.MIR=1，如下图所示：

ISR是中断状态寄存器，只要某个 GPIO 的中断发生，那么ISR 中相应的位就会被置 1。所以，我们可以通过读取 ISR 寄存器来判断GPIO 中断是否发生，相当于ISR 中的这些位就是中断标志位。当我们处理完中断以后，必须清除中断标志位，清除方法就是向ISR 中相应的位写 1清零，如下图所示：

EDGE_SEL寄存器是边沿选择寄存器，会覆盖 ICR1和 ICR2的设置，如果相应的位被置 1，那么就相当与设置了对应的GPIO是上升沿和下降沿(双边沿)触发。例如，我们设置 GPIO1.EDGE_SEL=1，那么就表示 GPIO1_IO01 是双边沿触发中断，无论GFPIO1_CR1 的设置为多少，都是双边沿触发，如下图所示：